正文 塗飾劑中的溶劑及添加劑(3 / 3)

手感劑主要是用來調節塗層的觸感(絲絨感、油感、蠟感、滑感、滯感、澀感、黏感等),柔軟劑、滑爽劑、油潤劑以及蠟劑等均具有改善塗層手感的功能。

①柔軟劑柔軟劑是可使皮革柔軟的助劑。其柔軟作用主要是由於柔軟劑吸附在皮纖維表麵以後,防止纖維與纖維直接接觸,降低了纖維與纖維之間的動摩擦因數和靜摩擦因數,減小皮纖維之間和皮革與人體之間的阻力,以達到手感柔軟的效果。皮革柔軟劑對改善皮革的手感、柔軟度及其他性能有重要作用,是製備軟革、高檔麵革及牛皮二層移膜革等的重要助劑。隨著製革工業的發展和皮化材料研究水平的提高,以表麵活性劑和有機矽為主要成分的柔軟劑日益引起人們的注意。

a.陽離子型有機矽柔軟劑:這類柔軟劑的製備方法有兩種,其一是複配,即將有機矽油如羥基矽油、含氫矽油、二甲基矽油等和陽離子表麵活性劑如十六烷基三甲基氯化銨(1631)、十二烷基二甲基苄基氯化銨(1227)等複配,使之形成HLB值為8~12的O/W型乳液。另外,可將氨基改性矽油用非離子型表麵活性劑乳化,形成陽離子型有機矽乳液。其二是有機矽單體在陽離子型表麵活性劑和催化劑存在下,通過乳液聚合得到。我國1977年由中國科學院化學研究所和北京化工二廠合作研製成功的陽離子型羥乳QR-01,所用乳化劑為1227,催化劑為堿金屬氫氧化物。

b.兩性有機矽柔軟劑:兩性表麵活性劑作為乳化劑來乳化矽油,具有十分優異的效果。陝西科技大學研製的XQ-S2矽蠟兩性柔軟劑,是以羥基矽油、高碳醇和咪唑啉兩性表麵活性劑(醋酸型,AIS)和油溶性非離子表麵活性劑A、水溶性非離子表麵活性劑B等,通過複配得到的一種膏狀半透明微乳液,其製備工藝如下:

AIS

羥基矽油

C18H37OH

A80℃熔融B透明油液70℃水O/W豪乳30℃水成品

c.其他柔軟劑:由長鏈脂肪烴的陰離子、陽離子、兩性離子和非離子表麵活性劑組成,典型的有:

柔軟劑VSNC18H37NHCOCH2CH2

柔軟劑IS[C17H35CONHCH2CH2NCH]+CH3COO-CH2NHCC17H35

柔軟劑ESC17H35CNCH2CH2NCH2CH2NHCH2CHCH2O

柔軟劑MS-20C17H35CONHCH2OH

柔軟劑SG-6C17H35COO(CH2CH2O)nH

②滑爽劑滑爽劑用量占整個漿料的2%~5%,用量雖不大,但能賦予塗層舒適、滑爽的手感。滑爽劑多為有機矽的改性產物。塗層對滑爽劑的要求是黏附性強,滑爽感維持持久,故分子質量較小的有機矽聚合物(如D4開環聚合物相對分子質量約30萬)尚不能滿足上述要求,隻有那些相對分子質量較大的矽橡膠(如甲基矽橡膠107,相對分子質量約60萬;甲基乙烯基矽橡膠110,相對分子質量約65萬)的乳化產物能滿足要求。這類矽乳液的製備需在高剪切乳化器中進行,同時還必須借助合適的溶劑對矽橡膠進行預溶解,最後抽真空脫去溶劑。有機矽滑爽劑的製備方法如下:

a.溶劑型有機矽滑爽劑:將活性有機矽聚合物10~20份與溶劑(酯類、醇類、環烷酮類及苯的衍生物)80~90份混合均勻,再加入催化劑(二月桂酸二丁基錫)0.1~0.2份攪拌均勻即可。也可以采用矽橡膠和帶活性基團的矽烷偶聯劑來製備,如用103矽橡膠、2%~5%(占矽橡膠質量百分數)的矽烷偶聯劑、2~4倍矽橡膠質量的溶劑溶解混勻即可。還可將配好的滑爽劑與硝化纖維清漆混合得到光滑劑。硝化纖維清漆光亮,成膜好,可改善矽橡膠固化慢的缺點。有機矽滑爽劑可改善硝化纖維光亮劑的滑爽性,兩者混合可相互取長補短。但兩者比例要適當,一般有機矽滑爽劑用量為硝化纖維光亮劑質量的2%~5%。

b.水乳液型有機矽滑爽劑:製備有機矽乳液時,可根據所要求有機矽乳液的離子類型,采用陰離子型、陽離子型及非離子型乳化劑。陰離子乳液聚合常采用十二烷基苯磺酸為催化劑,十二烷基苯磺酸鈉為乳化劑;而陽離子乳液聚合采用各種長碳鏈的季銨鹽,如1227、1631等為乳化劑,以各種堿金屬氫氧化物或季銨堿為催化劑;非離子乳液聚合則用十二烷基苯磺酸為催化劑,OP、平平加等為非離子乳化劑。

國外公司開發的手感劑產品有美國RohmHass公司的ADDITIVE2229、ConditionerLs3012,荷蘭Stahl公司的KS、HM係列,大日本油墨公司的ULLevellerA、NLsoftstickXG等。同國外手感劑相比,國產手感劑的物性存在著較大差異,所以國內市場上的手感劑幾乎被國外產品所壟斷。

(6)其他添加劑

①滲透劑滲透劑多數加在底層塗飾劑中,使塗飾漿料適當滲入革中,具有一定的填充效果,並增大了塗層的黏著力。另外,塗層中有少量滲透劑能增大塗層的流平性、乳液的穩定性和塗層的透水汽性。滲透劑的量不能太多,否則塗層與革麵黏著不牢,耐水性差。

常用的滲透劑是具有較好滲透能力的表麵活性劑,目前國內還未開發出製革專用滲透劑,而通用的滲透劑JFC、T和平平加等常被製革工業所采用。滲透劑JFC為C7~C9混合脂肪醇的環氧乙烷縮合物,屬非離子表麵活性劑。合成原理如下:

C7~9H15~19OH+5CH2CH2OC7~9H15~19O(CH2CH2O)5H

滲透劑T的化學名為磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽,是陰離子型表麵活性劑。

國外各大公司均開發了皮革專業滲透劑,如Stahl的PT係列、大日本油墨公司的PenetantS、RohmHass公司的penetratorSF-15等,且每個產品性能獨特,針對性強。

②流平劑流平劑也多是表麵活性劑,能有效降低塗層本身的表麵張力,使塗飾色漿在皮革表麵更均勻和更快地分布,減少刷痕和泡沫,使粒麵更平滑、細致、光亮。國內幾乎未開發出製革專用流平劑,常采用在塗飾劑中加入少量酪素液、蟲膠液、蠟乳液等。國外公司的流平劑有RohmHass公司的Primalleveler係列、大日本油墨公司的Lcc-levelerR、ULleveler4、Stahl公司的LA係列等。

③消泡劑塗飾劑成膜物質分散體中存在表麵活性劑時,表麵張力降低,易於形成氣泡,影響薄膜的質量,所以塗飾劑中還需加入消泡劑。消泡劑可提高水的表麵張力,氣泡一到表麵便被破壞。8~12個碳原子的高級醇、三丁基磷酸酯、聚丙二醇、有機矽乳液都有消泡作用。消泡劑需預先加到成膜物質分散體中,因為要從已製備好的含顏料及其他添加劑的色漿中消除氣泡是很困難的。

操作:先將5%聚乙烯醇水溶液72kg投入混合槽,再加入36kg水,開動攪拌(3000r/min),一邊攪拌,一邊緩慢加入有機矽油,加完後再攪拌0.5h,成為乳白色稠厚狀物,製得成品180kg。

④發泡劑為了充分利用二層革和粒麵多傷殘革,Stahl、大日本油墨等國外公司發明了一種新的塗飾方法,即發泡塗飾。其原理是通過原料的發泡作用在革麵形成一層假麵,從而產生極好的遮蓋作用。發泡方式有熱發泡和機械發泡兩種,前者是通過高溫熨壓作用,材料在高溫下發泡,形成一層假麵,熨壓的溫度需達到高溫,否則會產生二次發泡;後者是通過一定的機械攪拌作用,使樹脂發泡到一定體積後,塗飾到革麵上形成一層假麵。LccBinder、FP-34G是大日本油墨公司的熱發泡黏合劑,主要成分是自交聯丙烯酸樹脂和熱發泡劑。其熱壓溫度在100~120℃,熱壓時產生的小氣泡存在於假麵層中,既可遮蓋革麵傷殘又可給予塗層彈性。熱發泡材料應與水、樹脂和其他助劑相容性好;用量少而發泡率高;常溫下穩定;對成革物性影響小;無毒;分解溫度不宜過高或過低等。其他行業的熱發泡劑有發泡劑AC(偶氮二甲酰胺,NH2CONNCONH2)、發泡劑TSH(對甲苯磺酰肼,CH3SO2NHNH2)、發泡劑BSH(苯磺酰肼,SO2NHNH2)等。

⑤穩定劑穩定劑被用在塗飾劑中是為了預防聚合物分散體(成膜物質)的早期凝結。分散體的凝結可能在保存過程中出現,也可能在使用過程中出現。其原因可能有溫度太低、強烈稀釋、加熱、加電解質、有相反電荷粒子的分散體、丙酮、水分的蒸發、引入細分散物質(包括能改變係統吸附平衡的顏料)等。對電解質作用的穩定性取決於靜電因素,用非離子乳化劑合成的丙烯酸樹脂分散體對電解質的作用最穩定,而用離子型乳化劑則不能保證分散體應有的穩定性。顏料能從聚合物粒子上解吸乳化劑,從而使分散體的穩定性下降。總之,分散體的穩定性取決於聚合物粒子表麵層的乳化劑,表麵層的乳化劑濃度越高,分散體的穩定性越好。作為穩定劑使用的有陰離子、陽離子、非離子和兩性表麵活性劑。脂肪酸鹽和磺酸鹽是典型的陰離子型穩定劑,如油酸鹽、硬脂酸鹽、烷基苯磺酸鈉。陽離子型的穩定劑通常是脂肪胺的鹽和季銨鹽,如十六烷基三甲基溴化銨等。兩性穩定劑是通式為RNHC2H4SO3H的烷基胺磺酸。非離子型穩定劑一般是脂肪係列、烷基酚等的衍生物的氧乙基化產物,它們中的許多還被用作分散劑和潤濕劑。此外,少量的己二醇磷酸酯、較大用量的保護性膠體(乳酪素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇)等也可用作穩定劑。乳酪素除具有保護膠體的作用外,自身是成膜劑,並可改善各種聚合物分散體之間及與顏料之間的配伍性、共存性。

⑥增稠劑塗飾時使用的增稠劑可使塗飾漿料增黏,防止漿液過度滲透,增進成膜性能。增稠劑多為聚丙烯酸乳液,當與堿作用時會產生增稠效果。如增稠劑PAE是丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物,其生產方法如下:

配方:

丙烯酸(工業級)130kg

甲基丙烯酸(工業級)35kg

乳化劑OP-1050kg

過硫酸銨(試劑級)0.75kg

氨水40kg

200#汽油500kg

水使總量為1000kg操作:在聚合釜中,加入水200kg、OP-1050kg,攪拌溶解,再加入丙烯酸130kg、甲基丙烯酸35kg,攪拌混合0.5h。再加入過硫酸銨0.75kg(預先配成10%的溶液),升溫70~80℃,聚合反應2h,然後加氨水中和至pH為7。繼之,邊攪拌邊加入200#汽油500kg,最後開動快速攪拌(1440r/min),並加入水使總量為1t,獲得乳狀產品。

國外公司開發的增稠劑產品有大日本油墨公司的ThickenerN、ThickenerD,Stahl公司的MA-4416、RM-4408(4414,4436),英國Earnshaw公司的ThickenerA,美國RohmHass公司的AcrysolTT-935、AcrysolRM-1020。